面粉中溴酸鉀含量檢測

聶峰，郝亮，韓豪，田光輝，徐坤

（1.陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西漢中723001；2.陜西理工學(xué)院陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 漢中723001）

面粉中溴酸鉀含量檢測

聶峰1，2，郝亮1，韓豪1，田光輝1，徐坤1

（1.陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西漢中723001；2.陜西理工學(xué)院陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 漢中723001）

根據(jù)溴酸鉀（KBrO3）具氧化性的特性，酸性條件下，在含有KBrO3的試液中加入KI，KBrO3氧化KI試劑生成I2，I2和淀粉反應(yīng)生成I2-淀粉藍(lán)色絡(luò)合物的特效反應(yīng)，建立光度法測定面粉中溴酸鉀含量新分析方法。研究表明，I2和淀粉反應(yīng)生成的I2-淀粉藍(lán)色絡(luò)合物的最大吸收波長為540 nm，當(dāng)試液酸度為pH=2，并加入0.15 mol/mL的KI 1.5 mL,0.5%淀粉2.00 mL,顯色時(shí)間為6 min的最佳試驗(yàn)條件下，新方法線性范圍為5.0 mg/kg~80.0 mg/kg,檢出限1.0 mg/kg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.54%。

面粉；溴酸鉀；光度分析；淀粉

Abstract：This article uses the Potassium Bromateto oxidize the KI reagent under the acidic condition to produce I2,I2and the starch indicator function production blue color compound specialeffect responded that,establishes thluminosity law determination food central Potassium Bromateto content the new analysis.The experiment indicated works as pH=2,0.15 mol/mL,the potassium iodide amount used is 1.50 mL,0.5%starch amount used is 2.00 mL,the reaction time is when 6 min forthe best experimental condition,the idodine-starch blue color complex compound biggestabsorption wave length is 540 nm,new methods,and the linear range of 5.0 mg/kg-80.0 mg/kg,the detection limit of 1.0 mg/kg,and the relative standard deviation of 0.54%.

Key words:flour;Potassium Bromate;Thluminosity;starch

溴酸鉀（KBrO3）加入面粉中可作為焙烤工業(yè)面包、蛋糕粉的品質(zhì)改良劑,它能改善面團(tuán)結(jié)構(gòu)和流變性,增強(qiáng)筋力和彈性,使焙烤制品獲得滿意的結(jié)果。早期認(rèn)為KBrO3在焙烤后會(huì)分解掉,較早我國也將KBrO3作為面粉品質(zhì)改良劑,允許添加量為0.03 g/kg[1]，并規(guī)定焙烤后不得有殘留。由于溴酸鉀毒性較強(qiáng)，可引起中樞神徑麻痹，并且是一種具遺傳毒性的致癌物。FAO/WHO聯(lián)合食品添加劑專家委員會(huì)（J ECFA）于1994年撤消了KBrO3在面粉中的使用，歐共體也在食品添加劑名單中取消了KBrO3的使用[2]。我國于2005年發(fā)出通知,停止在面粉中使用KBrO3[3]。但是，由于當(dāng)前我國大多數(shù)面粉與面制品生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)與管理相對(duì)落后,面粉中濫用添加劑的現(xiàn)象非常普遍,無論是精粉還是專用粉如餃子粉、面包粉、高筋粉、拉面粉等,都普遍使用KBrO3來作為品質(zhì)改良劑，尤其在面包粉中使用量較高,這也是我國目前的面制品中存在的食品安全隱患之一[4]，因此對(duì)面粉及其制品中KBrO3殘留進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控對(duì)食品安全是十分重要的。關(guān)于面粉及其制品中KBrO3殘留的測定方法，目前報(bào)導(dǎo)的方法主要有亞硫酸鹽滴定法、返滴定法、電位滴定法、液相色譜法、離子色譜法等[5-10]，這些方法均具有較高的準(zhǔn)確度，但有的檢測方法需要大型儀器設(shè)備，分析成本大，過程復(fù)雜且需專門人員操作。因此研究KBrO3殘留簡單、準(zhǔn)確的檢測方法在食品安全等方面有重要的實(shí)際意義。根據(jù)KBrO3具有氧化性的特性,研究在含有BrO3-的試液中加入 KI，BrO3-氧化 I-生成 I2，I2和淀粉靈敏反應(yīng)生成I2-淀粉藍(lán)色絡(luò)合物的特效顯色反應(yīng)，利用光度法進(jìn)行面粉及其制品中BrO3-含量的測定。研究表明，在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下，利用該特效顯色反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)面粉及其制品中KBrO3殘留的分光光度法測定。對(duì)于I2-淀粉藍(lán)色絡(luò)合物吸收波長，光譜研究表明其最大吸收波長為540 nm，且此波長范圍內(nèi)試液中其它試劑無吸收。通過進(jìn)一步研究，在保持試液酸度pH=2,并加入0.15 mol/mL的KI 1.5 mL,0.5%的淀粉2.00 mL,顯色反應(yīng)時(shí)間為6 min時(shí)的最佳試驗(yàn)條件下，建立面粉及其制品中KBrO3殘留的分光光度新分析法，鮮見文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。新方法具有靈敏、準(zhǔn)確、簡單的優(yōu)點(diǎn)，其線性范圍為 5.00 mg/kg～80.0 mg/kg,檢出限 1 mg/kg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.54%，應(yīng)用于面粉及其制品中KBrO3殘留的檢測結(jié)果滿意。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

Cavy50conc紫外可見分光光度計(jì)：Varian；TU—1800紫外可見分光光度計(jì)：北京普析；GR-200電子天平：A＆D公司。

1.1.2 試劑

KBrO3（A.R）：上?；瘜W(xué)試劑總廠；KI（A.R）：開封化學(xué)試劑總廠；可溶性淀粉（A.R）：西安試劑廠；HAc（A.R）：西安試劑廠；Zn（Ac）2（將Zn加入到HAc,水浴加熱下制備）；所用試劑均為分析純或優(yōu)級(jí)純，水為二次去離子水。

1.2 方法

取不同濃度BrO3-標(biāo)準(zhǔn)液或試液于容量瓶中，50 mL試液中分別加入0.15g/mLKI溶液1.50mL，0.5%淀粉2.00 mL，HAc調(diào)節(jié)試液pH=2，室溫下放置6 min后，1 cm比色皿540 nm波長條件下測定其吸光度，校準(zhǔn)曲線光度法測定BrO3-含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 最佳條件的優(yōu)化

2.1.1 反應(yīng)物的光譜分析與顯色物質(zhì)最大吸收波長

研究所用試劑KI、I2、淀粉溶液以及I2-淀粉藍(lán)色絡(luò)合物在250 nm～800 nm波長范圍內(nèi)，KBrO3和參比溶液在200nm～700nm波長范圍內(nèi)吸收光譜（圖1～圖6）。

結(jié)果表明，I2和淀粉在420 nm～800 nm波長范圍內(nèi)基本無吸收，KI在250 nm～800 nm波長范圍內(nèi)對(duì)光均無吸收，KBrO3和參比溶液在250 nm～700 nm波長范圍內(nèi)對(duì)光均無吸收，I2-淀粉藍(lán)色溶液在540 nm處有最大吸收處，而試驗(yàn)所用試劑在此波長范圍內(nèi)均無吸收，250 nm～340 nm波長范圍內(nèi)I2有吸收，但與I2-淀粉藍(lán)色溶液最大吸收有較大的波長差，說明利用BrO3-氧化I-生成I2，I2與淀粉作用生成I2-淀粉藍(lán)色絡(luò)合物的特效顯色反應(yīng)在540 nm波長下光度法測定BrO3-含量的新方法是合理的。關(guān)于試驗(yàn)參比液的選擇，根據(jù)吸收光譜試驗(yàn)，本文選擇以試劑作為參比，比色池厚度1 cm。

2.1.2 酸種類與試液pH

由于顯色反應(yīng)是在酸性條件下進(jìn)行，酸種類與試液的酸度均對(duì)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。關(guān)于酸的種類，由于HNO3有強(qiáng)氧化性，HCl中的Cl-有還原性，H2SO4酸性太強(qiáng)并使反應(yīng)速度極快均不能使用，因此選用HAc調(diào)節(jié)試液酸度。對(duì)于試液酸度，室溫下分別考查了試液pH 為 2、4、6、8、10 時(shí)顯色 6 min 后試液吸光度的改變，結(jié)果pH=2時(shí)吸光度最大。采用HAc調(diào)節(jié)試液的酸度為pH=2的條件下顯色。

2.1.3 KI濃度選擇

KI用量對(duì)吸光度的準(zhǔn)確測定有影響，考查KBrO3濃度相同 KI 濃度分別為 0.10、0.15、0.30、0.50、1.00 mol/mL的幾組試液在上述酸度條件下顯色6 min后吸光度的變化，結(jié)果試液KI的濃度為0.15 mol/mL時(shí)顯色效果好。采用試液KI的濃度為0.15 mol/mL。為了防止KI溶液中I-被空氣氧化，配制KI溶液所用的二次去離子水應(yīng)進(jìn)行去氧處理，并將配制的KI溶液放置冰箱中，3 d后新配制。

2.1.4 淀粉用量

淀粉作為I2-淀粉藍(lán)色絡(luò)合物特效顯色反應(yīng)的顯色劑，靈敏度高，其用量對(duì)顯色效果影響很大，試液中淀粉濃度過大會(huì)使I2-淀粉絡(luò)合物顏色太深，影響吸光度隨KBrO3濃度變化的線性關(guān)系，用量過小顯色不明顯而影響分析靈敏度。在試液pH=2、KI濃度為0.15 mol/mL條件下，考察4組50 mL容量瓶且每組容量瓶中KBrO3濃度各不相同的系列試液，并將濃度為0.1%、0.3%、0.5%、1.0%淀粉溶液2 mL分別加入上述4組試液中，并觀察在室溫下反應(yīng)6 min后的顯色效果，結(jié)果50 mL試液中加入0.5%淀粉2.00 mL，顯色效果好，線性關(guān)系明顯，采用50 mL試液中加入0.5%淀粉2 mL。

2.1.5 顯色反應(yīng)溫度

顯色溫度影響顯色效果，在上述選擇的顯色條件下考察溫度變化對(duì)顯色效果的影響，結(jié)果表明從室溫到35℃范圍同一份試樣吸光度無顯著變化，選擇在室溫條件下顯色。

2.1.6 顯色反應(yīng)時(shí)間

顯色時(shí)間影響顯色效果，為防止KI在放置過程被空氣氧化產(chǎn)生I2而使吸光度測定結(jié)果不準(zhǔn)確，在在上述最佳試驗(yàn)條件下，試液中加入KI、淀粉后置于暗處，并對(duì)顯色時(shí)間進(jìn)行考察，結(jié)果表明在6 min～8 min時(shí)效果最好，選擇顯色反應(yīng)時(shí)間為6 min。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性范圍、檢出限、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

在選定的最佳試驗(yàn)條件下，新建方法吸光度的變化與BrO3-濃度在5.0 mg/kg～80.0 mg/kg范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系（表1），其校準(zhǔn)曲線的回歸方程為A=0.0096x+0.277，γ=0.9997。對(duì)濃度為 15.0 mg/kg的 KBrO3進(jìn)行11次平行測定,所得方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.54%，按照IUPAC建議,計(jì)算得方法檢出限為1.0 mg/kg。

表1 不同濃度的吸光度Table 1 Absorbance of various concentration（n=5）

2.3 干擾試驗(yàn)

試驗(yàn)常見物質(zhì)對(duì)KBrO3測定的影響，在相對(duì)誤差不大于5%的條件下，對(duì)于濃度為5.0 mg/kg的KBrO3,共存物質(zhì)允許量為500倍葡萄糖、丙二酸根、苯甲酸鈉，1500倍常見的陽離子對(duì)KBrO3的測定不干擾。VC，F(xiàn)e2+與具有還原性的陰離子如 SO32-、Cl-、S2O32-等存在干擾，但其還原特性使這些離子在樣品中不能與BrO3-共存。面粉中過氧化苯甲酰的存在對(duì)KBrO3測定有干擾，但過氧化苯甲酰不溶于水，樣品采用水溶法既可消除過氧化苯甲酰的干擾。

2.4 樣品分析

稱取10.00g面粉樣品于干凈燒杯中,加水100mL，混合均勻超聲波振蕩15 min后加入1 mL Zn（Ac）2溶液,棄去脂肪層后過濾,棄去不溶物，濾液轉(zhuǎn)移至容量瓶中加水定容至標(biāo)線作為試液。取試液5mL于50mL容量瓶中,在選定的最佳試驗(yàn)條件下，按前述方法測定KBrO3的含量，結(jié)果見表2。

表2 樣品分析結(jié)果Table 2 Analytical results of samples

3 結(jié)論

根據(jù)KBrO3具氧化性特性，酸性條件下，研究了在含有KBrO3的試液中加入KI，BrO3-氧化I-生成I2，I2與淀粉作用靈敏生成I2-淀粉藍(lán)色絡(luò)合物的特效顯色反應(yīng)進(jìn)行KBrO3含量的測定，建立了面粉中KBrO3殘留新的光度測定法，并對(duì)測定條件進(jìn)行優(yōu)化，藍(lán)色絡(luò)合物的最大吸收波長為540 nm，顯色的條件為，50 mL試液中分別加入0.15 g/mL KI溶液1.50 mL，0.5%淀粉2.00 mL，HAc調(diào)節(jié)試液pH=2，室溫下顯色6 min。

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An Investigation of Detection Technology About the Potassium Bromate in the Flour

NIE Feng1，2，HAO Liang1,HAN Hao1,TIAN Guang-hui1，XU Kun1
（1.School of Chemistry and Environmental Science Shaanxi University of Techndogy,Hanzhong 723001,Shaanxi,China;2.Key Laboratory of Shaanxi Provincial Resource and Biology,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723001,Shaanxi,China）

2010-05-13

陜西省科技廳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)計(jì)劃（KJT06119-04）；陜西理工學(xué)院科研基金（SLGQD0704）

聶峰（1956—），男（漢），教授,碩士，研究方向：分子光譜。